Открыты две суперземли у красного карлика TOI-1450A
Категория: ЭкзопланетыПредставлена транзитная суперземля массой 1.26 масс Земли и радиусом 1.13 радиусов Земли, вращающаяся вокруг красного карлика с периодом 2.04 суток, а также не транзитная суперземля с минимальной массой 1.53 масс Земли и периодом 5.07 суток.
Владислава Ананьева
Близкие и относительно яркие красные карлики – идеальная цель для поисков рядом с ними небольших планет. Много красных карликов среди целевых звезд миссии TESS. Небольшие размеры дисков звезд этого типа делают заметными транзиты планет с радиусами вплоть до радиуса Земли.
20 мая 2024 года в Архиве электронных препринтов вышла статья, посвященная измерению массы транзитного кандидата TOI-1450A b. Это первый научный результат программы HUMDRUM (HUnting for M Dwarf Rocky planets Using MAROON-X = Поиск планет красных карликов с помощью спектрографа MAROON-X). Авторы измеряют массы транзитных планет методом лучевых скоростей с помощью инфракрасного спектрографа, поскольку их яркость в видимых лучах часто слишком мала для точной регистрации доплеровского сдвига линий в оптической части спектра. MAROON-X установлен на 8.1-метровом телескопе Gemini-North, матрица его «красного» канала чувствительна в диапазоне 650-920 нм (есть и «синий» канал, матрица которого чувствительна в диапазоне 500-670 нм). Внутренняя точность «красного» канала спектрографа достигает 0.6 м/с.
TOI-1450A – красный карлик спектрального класса M3 V, удаленный от нас на 22.44 ± 0.05 пк. Его масса оценивается в 0.47 ± 0.02 солнечных масс, радиус – в 0.474 ± 0.014 солнечных радиусов, светимость примерно в 37 раз меньше солнечной. Возраст звезды составляет 3.4 ± 0.5 млрд. лет. На расстоянии 3.4 угловых секунд (76 а.е. в проекции на небесную сферу) располагается звездный компаньон TOI-1450B на 3.78 звездных величин слабее, его масса оценивается в 0.14 ± 0.01 солнечных масс. Обе звезды попадают на один пиксель матрицы TESS, поэтому световое загрязнение со стороны компаньона необходимо учитывать.
Система TOI-1450 попала на 14-17, 19- 26, 40-41, 47 и 49-60 сектора TESS. Кривая блеска продемонстрировала транзитный сигнал с периодом 2.04393 суток и глубиной, соответствующей землеразмерной планете. Чтобы измерить массу планеты, авторы получили 118 измерений лучевой скорости TOI-1450A с помощью MAROON-X, который легко разрешил звездную пару.
Масса планеты TOI-1450A b оказалась равной 1.26 ± 0.13 масс Земли, что при радиусе 1.13 ± 0.044 радиусов Земли приводит к средней плотности 4.8 ± 0.7 г/куб.см. Планета вращается на расстоянии ~11.2 звездных радиусов, ее эффективная температура достигает 722 ± 35 К.
- Планета TOI-1450A b (показана черной звездой и подписана) на диаграмме «Масса – Радиус» среди других транзитных планет с измеренной массой. Для сравнения приведены также Земля и Венера. Цветными пунктирными линиями показаны модельные соотношения масса-радиус для планет из железа, земного состава, из силикатов и 50/50 из силикатов и воды.
Средняя плотность TOI-1450A b слишком низка для планеты земного состава. Или у этой планеты очень маленькое ядро, и состоит она преимущественно из силикатов, или в состав планеты входит заметное количество летучих веществ – например, воды. Наличие водородно-гелиевой атмосферы при таких компактных размерах планеты и ее близости к звезде крайне маловероятно.
Помимо колебаний, вызванных транзитной планетой, лучевая скорость TOI-1450A демонстрирует еще одно колебание с периодом 5.069 ± 0.002 суток, не сопровождающееся никакими признаками звездной активности. Авторы пришли к выводу, что оно вызвано второй (не транзитной) планетой с минимальной массой 1.53 ± 0.18 масс Земли. Эффективная температура второй планеты оценивается в 533 ± 26 К.
Пока неясно, сохранилась ли атмосфера TOI-1450A b. Даже если атмосфера полностью утрачена, планета может быть интересной целью для эмиссионной спектроскопии с помощью JWST. Инфракрасный космический телескоп сможет измерить температуру дневного полушария и оценить его минеральный состав.
Источник: https://arxiv.org/pdf/2405.10400